[发明专利]基于神经电信号时频特征的变频变强度磁刺激系统

权利要求书

1.一种基于神经电信号时频特征的变频变强度磁刺激系统，其特征在于，是根据生物体神经电信号时频特征设置的变频变强度磁刺激作用于生物体，包括有依次连接的：用于在实施磁刺激之前采集生物体神经电信号的神经电信号采集模块(1)，用于提取神神经电信号的时频特征的神经电信号时频分析模块(2)，用于设置变频变强度磁刺激参数的控制模块(3)，用于根据接收的控制信号产生相应的脉冲信号的磁刺激器主机(5)和用于接收脉冲信号并向生物体输出磁刺激的线圈(6)，所述控制模块(3)的信号输入端还连接刺激强度设置模块(4)。

2.根据权利要求1所述的基于神经电信号时频特征的变频变强度磁刺激系统，其特征在于，所述的神经电信号采集模块(1)，是在实施磁刺激之前通过采集探头采集生物体磁刺激靶点处的神经电信号，采集时长为1-20s，采样频率s为512-2kHz，采集到的神经电信号输出至神经电信号时频分析模块(2)。

3.根据权利要求2所述的基于神经电信号时频特征的变频变强度磁刺激系统，其特征在于，所述的采集探头采集生物体磁刺激靶点处的神经电信号，是在生物体静息态或任务态下采集的生物体磁刺激靶点处的神经电信号。

4.根据权利要求1所述的基于神经电信号时频特征的变频变强度磁刺激系统，其特征在于，所述的神经电信号时频分析模块(2)是由第一可编程控制器构成，用于将采集到的神经电信号进行时频分析，包括进行如下步骤：

(2.1)将采集到的神经电信号X分为m个数据段，每个数据段包含n个数据点，每个数据点的幅值表示为x_ij，i＝1,…,n，j＝1,…,m，第j个数据段中第i个数据点对应的时间点为t_ij，t_ij＝(j-1)×n+i，神经电信号X对应的时间序列为T，T＝{t_ij}送入控制模块(3)；

(2.2)将各数据段进行傅里叶变换，得到每个数据段的频率序列和能量序列，频率序列和能量序列的长度相等，记为h，每个频率序列包含h个频率值，每个能量序列包含h个能量值，每个数据段傅里叶变换后的频率序列相同，第k个频率值为s_k＝s/(h-k)，第j个数据段中的第k个频率值对应的能量值为Y_kj；

(2.3)提取各个数据段最大能量值对应的频率值，即为各个数据段的信号主频，从而得到神经电信号X的主频序列F＝{f₀,f₁,...f_m}并送入控制模块(3)；

(2.4)对所有数据段的能量最大值进行归一化，得到各个数据段的强度因子，形成强度因子序列L＝{l₀,l₁,...l_m}并送入控制模块(3)。

5.根据权利要求1所述的基于神经电信号时频特征的变频变强度磁刺激系统，其特征在于，所述的控制模块(3)，是由第二可编程控制器构成，用于设置用于设置变频变强度磁刺激参数，包括进行如下步骤：

(3.1)将所接收的主频序列F＝{f₀,f₁,...f_m}设置为随时间变化的磁刺激的重复频率序列，将所接收的强度因子序列L＝{l₀,l₁,...l_m}设置为磁刺激的强度系数序列；

(3.2)接收刺激强度设置模块(4)输出的磁刺激的刺激强度，并将所述的刺激强度与强度因子序列相乘，得到随时间变化的实际的刺激强度序列；

(3.3)输出所述的随时间变化的磁刺激的重复频率序列、随时间变化的实际的刺激强度序列以及所接收的时间序列，所述的时间序列作为随时间变化的磁刺激的重复频率序列和随时间变化的实际的刺激强度序列的刺激时刻。

6.根据权利要求1所述的基于神经电信号时频特征的变频变强度磁刺激系统，其特征在于，所述的磁刺激器主机(5)将接收的随时间变化的磁刺激的重复频率序列和随时间变化的实际的刺激强度序列按照所接收的时间序列输出给线圈(6)，所述的线圈(6)产生重复频率随时间变化、实际刺激强度随时间变化的磁刺激作用于生物体。